Semestr I 25.10.2011. godz. : 12⁰⁰-14⁰⁰

rok akademicki 2011/2012

Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

Laboratorium materiałów budowlanych

Tytuł laboratorium:

Podstawowe właściwości fizyczne materiałów budowlanych.

Skład grupy :

1.

2.

3.

4.

5.

I Wstęp teoretyczny

Materiały budowlane mają wiele właściwości, które decydują o ich zastosowaniu. Do podstawowych właściwości fizycznych, które określają wartość techniczną materiału zalicza się:

1. Gęstość (ρ) – masa jednostki objętości materiału bez porów.

ρ= m/V_a [g/cm³]

m- masa próbki [g]

V_a- objętość próbki bez porów [cm³]

1. Gęstość pozorna (ρ_p)- masa jednostki objętości wysuszonego materiału łącznie z porami

ρ_p= m/V [g/cm³]

V- objętość próbki z porami [cm³]

1. Szczelność (S)- stosunek gęstości pozornej do gęstości danego materiału

S= ρ_p/ρ

1. Porowatość (P)- procentowa zawartość wolnych przestrzeni w materiale

P=(1-S)*100%

1. Nasiąkliwość (n_w- nasiąkliwość wagowa, n_o- nasiąkliwość objętościowa)- zdolność pochłaniania wody przez dany materiał

n_w= [(m_n-m)/m]*100% n_o=[(m_n-m)/V]*100%

m_n- masa próbki nasyconej wodą [g]

m- masa próbki suchej [g]

V- objętość próbki suchej [cm³]

1. Wilgotność (n_w)- procentowa zawartość wody w danym materiale występującym w stanie naturalnym lub zawartość wody powstała na skutek działania czynników atmosferycznych

n_w= [(m_n-m)/m]*100%

1. Stopień nasycenia (s)- ilość wody zawartej w materiale porowatym podzieloną przez masę wody w stanie nasycenia

2. Przepuszczalność wilgoci g=W_v(v₁-v₂)

W_v- przepuszczalność wilgoci [m/s]

v₁ i v₂- wilgotności objętościowe otaczającego powietrza

1. Strumień wilgotności- masa wilgoci przenoszonej do lub z układu podzielona przez czas

2. Opór wilgotnościowy (Z_v) – odwrotność przepuszczalności wilgoci objętościowej

3. Higroskopijność- zdolność wchłaniania pary wodnej z powietrza

4. Kapilarność- zdolność podciągania w górę wody przez włoskowate kanaliki materiału

5. Przesiąkliwość- podatność materiału na przepuszczanie wody pod ciśnieniem

6. Mrozoodporność- zdolność materiału nasyconego wodą do przeciwstawienia się zniszczeniu jego struktury podczas kolejnych wielokrotnych procesów zamarzania i odmarzania

7. Przewodność cieplna- zdolność materiału do przewodzenia ciepła charakteryzowana przez współczynnik przewodzenia ciepła α [W/(m*K)]

8. Rozszerzalność cieplna- zdolność materiału do zmiany wymiarów pod wpływem wzrostu temperatury

9. Ognioodporność- zdolność materiałów budowlanych do opierania się wpływom wysokich temperatur w czasie pożaru

10. Anizotropia- cecha materiału polegająca na zależności niektórych jego właściwości od kierunku, w którym bada się tę właściwość

II Część właściwa

1. OZNACZENIE GĘSTOŚCI POZORNEJ NA WADZE HYDROSTATYCZNEJ

1. Określamy masę próbki wysuszonej do stałej masy

m= 192,45 g

1. Nasycamy próbkę wodą do stanu stałej masy

2. Określamy masę próbki nasączonej

1. w powietrzu

m₂= 328,41 g

1. w wodzie

m₁= 122 g

1. Obliczmy objętość próbki ze wzoru: V= (m₂-m₁)/ ρ_w gdzie ρ_w= 1 [g/cm³]

V= 206,41 g/cm³

1. Obliczamy gęstość pozorną próbki ze wzoru: ρ= m/V

ρ= 0,93 g/cm³

1. OZNACZANIE GĘSTOŚCI POZORNEJ METODĄ PARAFINOWĄ

1. Oznaczamy masę próbki wysuszonej do stałej masy

cegła beton komórkowy

m= 57,67 g m= 31,91 g

1. Powlekamy próbkę parafiną przez kilkukrotne zanurzenie w naczyniu z roztopioną parafiną

2. Oznaczamy w powietrzu masę próbki powleczonej parafiną

m₃= 59,40 g m₃= 34,95 g

1. Oznaczamy objętość próbki w cylindrze pomiarowym

V₁= 33 cm³ V₁= 35 cm³

1. Obliczamy objętość parafiny ze wzoru: V_p= (m₃-m)/0,9

V_p= 1,92 cm³ V_p= 3,38 cm³

1. Obliczamy gęstość pozorną ze wzoru: ρ_p= m/(V₁-V_p)

ρ_p= 1,86 g/cm³ ρ_p= 1,01 g/cm³

1. OZNACZANIE GĘSTOŚCI W KOLBIE LE CHATELIERA

1. Kolbę Le Chateliera napełniamy naftą tak, aby poziom cieczy odpowiadał poziomowi zerowemu

2. Oznaczamy masę kolby z naftą

m₁= 140,92 g

1. Wsypujemy do kolby sproszkowaną i wysuszoną do stałej masy próbkę tak, aby poziom cieczy podniósł się do jednej z kresek podziałki. Objętość wsypanej próbki jest równa objętości wypartej cieczy.

V= 2 cm3

1. Oznaczamy masę kolby z cieczą i badanym materiałem

m₂= 144,76 g

1. Obliczamy masę sproszkowanego betonu ze wzoru: m=m₂-m₁

m= 3,84 g

1. Obliczamy gęstość ze wzoru: ρ= m/V

ρ= 1,92 g/cm³

1. OZNACZANIE WILGOTNOŚCI

1. Oznaczamy masę parownicy

m_parow= 246,08 g

1. Oznaczamy masę próbki w stanie wilgotnym

m_w+parow= 340 g m_w=93,92 g

1. Suszymy próbkę do stałej masy

2. Oznaczamy masę wysuszonej próbki

m_s+parow= 328,66 m_s=82,58 g

1. Obliczamy wilgotność z wzoru: W=[(m_w-m_s)/m_s]*100%

W=13,73%

1. OZNACZANIE NASIĄKLIWOŚCI WODĄ

1. Oznaczamy masę parownicy

m_parow= 274,27 g

1. Oznaczamy masę próbki materiału wysuszonej do stanu stałej masy

m_s+parow= 378,10 g m_s=103,83 g

1. Oznaczamy objętość próbki

V_s=0,6 cm3

1. Próbkę zalewamy wodą o temperaturze pokojowej i pozostawiamy tak aż do uzyskania przez nią stałej masy. Następnie zlewamy nadmiar wody

2. Oznaczamy masę próbki nasyconej wodą

m_w+parow= 400,26 g m_w= 125,99 g

1. Obliczamy nasiąkliwość wagową ze wzoru: n_w= [(m_n-m)/m]*100%

n_w= 21,34%

1. Obliczamy nasiąkliwość objętościową ze wzoru: n_o=[(m_n-m)/V]*100%

no= 36,93%

1. OZNACZENIE SZCZELNOŚCI BETONU KOMÓRKOWEGO

Korzystamy ze wzoru: S= ρ_p/ρ

S= 0,48

1. OZNACZENIE POROWATOŚCI BETONU KOMÓRKOWEGO

Korzystamy ze wzoru: P=(1-S)*100%

P=51,56%

III Podsumowanie i wnioski

1. Określanie gęstości pozornej przy użyciu parafiny nie jest metodą zbyt dokładną- gęstość próbki z betonu komórkowego liczona zgodnie z danymi pomiarowymi wyszła nam większa od 1 mimo, iż próbka pływała na wodzie.

2. Pozostałe wyliczone gęstości mieszczą się w przedziałach gęstości charakterystycznych dla danych materiałów, a więc pomiary zostały wykonane poprawnie.

3. Oznaczenie wilgotności pozwoliło nam dowiedzieć się, iż 13,73% procent materiału w stanie naturalnym stanowi woda.

4. Wyznaczenie nasiąkliwości wagowej i objętościowej dostarczyło nam informacji jak dużo wody próbka materiału była w stanie pochłonąć.

5. Wyliczenie szczelności i porowatości pozwoliło stwierdzić jaki jest stosunek wolnych przestrzeni do szkieletu badanego materiału.